4月18日,萬眾矚目的第二十屆上海國際汽車工業(yè)展覽會(下稱“2023上海車展”)揭幕。
當天上午,國內(nèi)造車新勢力理想汽車發(fā)布純電解決方案,其表示,首款純電車型將成為全球首款搭載寧德時代4C麒麟電池的車型。
理想汽車將提供800V超充的解決方案,實現(xiàn)充電10分鐘,續(xù)航400km,其中核心技術(shù)是基于第三代功率半導體的高壓電驅(qū)系統(tǒng),具備4C充電能力的電池、寬溫域的熱管理系統(tǒng)和4C超充網(wǎng)絡。到2025年,理想汽車將形成 “1款超級旗艦+5款增程電動車型+5款高壓純電車型”的產(chǎn)品布局 ,面向20萬以上的市場。
今年3月,寧德時代宣布實現(xiàn)了第三代CTP(cell to pack)技術(shù)麒麟電池的量產(chǎn)。相比前兩代CTP技術(shù),麒麟電池完全取消模組形態(tài)設計,并通過冷卻結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化,使得電池安全性、壽命、快充性能以及比能量密度進一步提升。
麒麟電池的體積利用率突破了72%,配用三元電芯能量密度可達255Wh/kg,磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度可達160Wh/kg,電池包集成度為全球最高。在相同的化學體系、同等電池包尺寸下,麒麟電池包的電量,相比4680大圓柱型電池系統(tǒng)可以提升13%。
“無麒麟,不高端?!痹诖饲盎卮饘幍聲r代投資者提問時,寧德時代董事長曾毓群表示。
此前4月16日,吉利旗下的極氪汽車宣布,全球首搭寧德時代麒麟電池的量產(chǎn)車極氪009正式交付。
極氪009 ME版裝載的麒麟電池包,采用了全球首款正極高鎳材料,負極加硅基材料的高比能電芯,電池包容量達到了140度(kWh),CLTC續(xù)航822km。大概相當于一款油箱容量69L的燃油中大型MPV的續(xù)航。
追求高續(xù)航、高能量密度,對電池的安全提出了更高要求。這是因為電池的能量密度越高,其材料體系就越活躍。因此,極氪009麒麟版配備了寧德時代最新的NP 2.0技術(shù),首創(chuàng)了煙氣與高壓主動隔離設計,徹底消除了高溫煙氣可能引發(fā)的高壓拉弧打火隱患。
除此之外,麒麟電池還改進了電池的液冷板設計,將傳統(tǒng)設在底部的水冷功能件置于電芯之間,使換熱面積擴大四倍,使電芯其在極端情況下可快速的降溫。
那么,此次搭載于理想汽車的4C麒麟電池又有什么特別之處呢?在業(yè)內(nèi)人士看來,亮點是“4C+800V”,這將重點解決電動汽車的快充難題。
通常而言,電池的充放電倍率用C來表示。對于放電,4C放電表示電池4個小時完全放電時的電流強度。對于充電,4C表示在給定的電流強度下,充滿電池400%的電量需要1個小時,也即在給定的電流強度下15分鐘電池能夠完全充電。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,4C并非全新指標,而是在傳統(tǒng)的充放電指標如1C、2C基礎(chǔ)上的延伸,是電池充放電性能提升的體現(xiàn),并且C的級數(shù)越高,電池充放電性能提升的邊際效果越弱。當電池的充電倍率超過4C,其技術(shù)難度的提升以及電池承受的電流壓力更大,但是技術(shù)提升所帶來的正向效應變小。因此通常認為,4C 是目前兼具性能提升和電池技術(shù)承受能力的最優(yōu)解。
2022 年,國內(nèi)已有搭載3C電池的汽車進入市場。而目前已知實現(xiàn)4C快充技術(shù)的新能源車型只有2款,分別是極狐阿爾S HI版和小鵬G9(高配版),而在2022年的6月23日,寧德時代發(fā)布新款麒麟電池時表示,4C充電預計將于2023年到來。
此外,根據(jù)理想汽車對于這款純電車型的介紹,800V的高壓平臺也是另一亮點,800V高壓系統(tǒng)通常指整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達到550-930V的系統(tǒng),統(tǒng)稱800V系統(tǒng)。
據(jù)了解,在超充的解決方案中,“大電流”與“大電壓”路徑并存,后者成本更優(yōu)。為了達到更高的充電功率以達到快充的目的,加大電流或者電壓,目前市面上采用更“大電壓”技術(shù)路徑的公司多于“大電流”。
800V高壓系統(tǒng)以低成本和高效率獲得眾多集團和品牌青睞,海外現(xiàn)代起亞、大眾、奔馳、寶馬,國內(nèi)比亞迪、 吉利、廣汽、小鵬等均有布局800V高壓平臺。
不過,目前國內(nèi)主流新能源車型依舊為 200V—400V電壓架構(gòu),這是因為,更高功率以滿足快充的需求,會給整車散熱以及性能帶來影響,也對電池包的性能提出了更高的要求。例如,800V電池包的電池管理系統(tǒng)成本比400V高約1/3,通常800V的電池包需要兩倍的串聯(lián)電池,因此需要兩倍的電池管理系統(tǒng)(BMS)電壓傳感通道。
而據(jù)高工鋰電此前分析,要實現(xiàn)電池快充能力,也對電池電芯負極高速嵌鋰和電池包的熱管理技術(shù)提出挑戰(zhàn)。
其中,電池負極高速嵌鋰能力可避免出現(xiàn)析鋰、鋰枝晶,從而避免電池容量不可逆衰減和縮短使用壽命。電池升溫快會產(chǎn)生大量熱,容易短路起火,同時電解液也需要較高導電率,并且不與正負極反應,能抗高溫、阻燃、防過充。
因此,對于此次技術(shù)上的突破,理想汽車在發(fā)布會上也指出,此次新款車型的核心技術(shù)也包括了基于第三代功率半導體的高壓電驅(qū)系統(tǒng),寬溫域的熱管理系統(tǒng)和4C超充網(wǎng)絡。